Yöntem makalesi

Fare EEG yüksek Organize Teta Titreşim Otomatik Algılama

DOI:

10.3791/55089

⸱

10 Mart 2017

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Psychiatry and Psychotherapy, University of Cologne, 2Department of Neuropsychopharmacology, Federal Institute for Drugs and Medical Devices, 3Molecular and Cellular Cognition Lab, German Center for Neurodegenerative Diseases, 4Federal Institute for Drugs and Medical Devices

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hipokampustaki teta aktivitesi, belirli bilişsel ve davranışsal aşamalarla ilgilidir. Burada, zaman-frekans (yani dalgacık analizi) tabanlı bir yaklaşım kullanarak hipokampus içindeki yüksek düzeyde organize teta salınımlarını tespit etmek için analitik bir yöntem açıklıyoruz.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Teta aktivitesi septohippocampal sistemde üretilir ve derin intrahipokampal elektrotları ve implante elektroensefalografi (EEG) radiotelemetry veya bağlama sistemi yaklaşımları kullanılarak kaydedilebilir. Farmakolojik, hipokampal teta (dualist teorisi bakınız) heterojen ve tip I ve tip II teta içine ayırt edilebilir. Bu bireysel EEG alt tipleri bozulmuş teta aktivitesi neden olabilir örneğin Alzheimer, yapısal ve septohippocampal sisteminin fonksiyonel değişiklikler gibi nörodejeneratif hastalıklar vb uyarılma, keşif, öğrenme ve bellek, yüksek bütünleştirici fonksiyonları gibi spesifik bilişsel ve davranışsal devletler, ilgili / salınımlar. hipokampal EEG standart kantitatif analiz Fast-Fourier-Dönüşüm (FFT) tabanlı frekans analizini içermektedir. Ancak, bu yordam özelde ve son derece organize teta salınımlarının teta etkinliğiyle ilgili ayrıntıları sağlamaz. DETA elde etmek içinhipokampus son derece organize teta salınımlarına bu kama bilgiler, yeni bir analitik yaklaşım geliştirdik. Bu yaklaşım, yüksek organize teta salınımları ve frekans özellikleri süresi zaman ve maliyet-etkin bir miktarının sağlar.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Beyindeki teta aktivitesi, 2 uyarılma, dikkat, istemli hareket, keşif davranışı, dikkat davranışı, öğrenme ve bellek, somatosensoryel entegrasyonu ve hızlı göz hareketi (REM) da dahil olmak üzere farklı bilişsel ve işlevsel devletler, 1 ila uyku ilgilidir. Prensip olarak, ritmik bir varlık olarak teta aktivitesi çeşitli beyin bölgelerinde oluşturulabilir ve yüksek teta salınımlar olarak düzenlenmiş ve senkronize edilir. Aşağıda, teta aktivitesi / septohippocampal sistemi 3, 4 içinde oluşturulan salınımlar analizi ve ölçümü üzerinde durulacak. septum içinde, GABAerjik, glutamaterjik ve kolinerjik nöronlar proje hipokampus ve osilasyonel davranış başlatılması ve bakım katkıda bulunmaktadır. Hipokampal teta salınımları, yani septum başlatılan konusunda bir sürmekte olan tartışmalar vardır, Hipokampus içinde septal kalp pili-hipokampal takipçisi modeli, (extrahippocampal teori) ya da kendiliğinden (intrahipokampal teorisi) 5, 6, 7.

Kökenine bakılmaksızın, hipokampus teta salınımları özellikle transgenik fare modellerinde, yıllardır ilgi odağı olmuştur. Bu modeller, derin EEG elektrotları implantasyon ve spesifik bilişsel ve davranışsal görevleri 8 altında hipokampal teta salınımlarının kayıt için izin verir. Hipokampal teta salınımlar doğada heterojendir. Teta salınımların sözde ikici teorisine dayanarak, bir atropin duyarlı tip II teta ve atropin duyarsız tip I teta 9, 10, 11 birbirinden ayırabilirsiniz. Bu sonuncusu, muskarinik M tarafından indüklenebilir 1 / M 3 reseptörü agonistleri, örneğin, arekolin gibi, pilokarpin ve üretan. Bununla birlikte, üretan muskarinik aktivasyonunun yanı sıra, aynı zamanda diğer iyon kanalı kişiler karmaşık etki gösterir, bir çoklu hedef ilaçtır. Tip II teta için, muskarinik yolu M 1 aktivasyonunu / M 3 ve sonraki G q / 11 (Gα) 1/4 β fosfolipaz C aracılı aktivasyonu (PLCβ 1/4), inositol trifosfat (Insp 3) içerir , diacylglycerole (DAG), Ca + 2 ve protein kinaz C (PKC). Thetagenesis bölgesindeki PLCβ 1 ve PLCβ 4 rolü kullanılarak nakavt çalışmaları onaylanmıştır PLCβ1 - / - ve PLCβ4 - / - teta salınım 12, 13, 14 tam bir kayıp veya önemli bir zayıflama sergileyen fareler. Ek 1 M, E 3 arasındadır ve M 5 alt hedef (CHA, muskarinik sinyalleme olay zincirinin nnels / akımları) bu tür voltaja bağımlı K + kanalı (K h 7) ile M-tipi bir K + kanalı (K M) gibi çeşitli iletkenlikleri arasında, hiperpolarizasyon K + kanalı (Ks AHP) sonra yavaş; asit-duyarlı K + kanal (TASK1 / 3) TWIK ilgili muhtemelen aracılığıyla, K + kanalı (K kaçak) kaçak; Muhtemelen, Na + kaçak kanalı üzerinden katyon akımı (I CAT), (NALCN); ve ben h hiperpolarizasyon ve siklik nükleotid kapılı kanallar (HCN) üzerinden. Buna ek olarak, M 2 / M 4 asetilkolin reseptörleri (AChRs) K + 3.1 (3.1 ir K) kanal içe redresör müdahale ve doğrultucu içe K + 15 3.2 (3.2 ir K) kanal bildirildi.

Şu anda piyasada mevcut analitik yazılım (P mV 2) hızlı FFT tabanlı frekans analizleri, örneğin, güç analizi için izin verirveya güç spektrum yoğunluğu (PSD, mV 2 / Hz). Güç veya teta frekans aralığının güç spektrum yoğunluğu (PSD) analizi sadece faaliyet küresel bir bakış verir. Ancak, bilişsel ve davranış ile ilgili teta aktivitesi içine ayrıntılı bir fikir elde etmek için, son derece organize teta salınımlarının analizi zorunludur. Çok organize teta salınımlarının değerlendirilmesi nörodejeneratif ve nöropsikiyatrik hastalıklar alanında merkezi bir öneme sahiptir. Çoğu deneysel hastalık çalışmaları epidural yüzey ve derin intraserebral EEG'ler kaydetmek için son derece sofistike nöroşirürji yaklaşımlar kullanılarak transgenik fare modellerinde yürütülmektedir. Bu teknikler hem halata sistemleri 16 ve radiotelemetrik kurulumları 17, 18 içerir. Teta salınımlar uzun süreli kayıt koşulları altında kendiliğinden ve davranış ile ilgili teta salınımları olarak kaydedilebilir. Buna ek olarak, teta salınımlar reco olabilirfarmakolojik indüksiyon takip değil, aynı zamanda davranış veya bilişsel görevleri ya da kuyruk kıstırma olarak duyusal uyaranlara, hayvanların maruz kalma takip rded.

Erken teta salınımlar Csicsvari ve diğerleri tarafından tarif edilmiştir karakterize yaklaşımlar. 19. Uzun süre EEG kayıtları için uygun değildir - (50 dk 15) Yazarlar kısa süreli teta analizi için yarı otomatik bir araç tasarladık. Burada açıklanan Önerilen yöntem,> 48 saat 20 Uzun vadeli EEG kaydının analizi sağlar. Csicsvari ve diğ. 10 da teta-delta oranı sevk, ama son derece organize teta salınımlarının belirlenmesi için herhangi bir eşik sağlanır. delta ve teta aralığı tanımları bizim frekans aralığı tanımları maç. Açıkça belirtilmeyen gibi, bir FFT tabanlı yöntem Csicsvari ve arkadaşları tarafından kullanılan tahmin. teta-delta frekans bantlarında gücünü hesaplamak için. Bubiz çok yüksek hassasiyet ile sonuçlanan, frekans ölçekler çok sayıda (frekans Δ (f) = 0.05 Hz adımlar) üzerine dalgacık tabanlı genlikleri hesaplamak beri yine açıkça bizim yöntemden farklıdır. Tek tek analiz EEG çağın süresi bizim tanımına benzer.

KlausBerger ve diğ. 21 uzun vadeli EEG kayıtlarının analizi için teta-delta oranları faydalanmak. Ancak, bizim yaklaşımla karşılaştırıldığında üç büyük farklılıklar vardır: i) EEG dönem süresi, daha uzun, yani en az 6 s; ii) teta-delta oran bizim eşik çok daha yüksektir ve farklı frekans aralığı tanımları ile ilgili olan, 4'e ayarlanır; ve iii) güç tanımı (özellikle çok kısa bir süre pencereler için, yüksek hassasiyetli yoksun bir FFT yaklaşımına dayalı olması muhtemeldir 2 s, yani 2.5 Hz'lik bir frekansta) ile salınımlar için 5 çevrimleri. Bu gibi durumlarda, bir dalgacık tabanlı prosedür daha tavsiye edilir.Caplan ve arkadaşları tarafından yapılan bir çalışma. Teta-delta gücü oranı ihmal ederek 22 sadece teta gücü hesaplanır. Böylece, Caplan 22 yüksek veya düşük delta eşliğinde bilişsel teta zengin süreçler ayırt edemez yaklaşım.

Aşağıdaki protokol, güvenilir farelerin hipokampal EEG kayıtları son derece organize teta salınımlar analiz analitik dalgacık tabanlı bir yaklaşım sunacak. Bu prosedür otomatik olarak çalışır bu yana, büyük veri kümeleri ve uzun vadeli EEG ölçümleri uygulanabilir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tüm hayvan deneyleri yerel ve kurumsal Hayvan Bakımı Konseyi (Bonn Üniversitesi, BfArM, LANUV, Almanya) kurallarına göre gerçekleştirildi. Buna ek olarak, tüm hayvan deneyleri üstün mevzuat, örneğin, 24 Kasım 1986 (86/609 / EEC) Avrupa Toplulukları Konseyi Direktifi, ya da bireysel, bölgesel veya ulusal mevzuata uygun olarak yürütülmüştür. Özel bir çaba kullanılan hayvanların sayısı ve aynı zamanda bunların acı en aza indirmek için yapıldı.

1. Hayvan Konut ve EEG Kayıt Koşulları

  1. Filtre üstü kafeslerinde Ev fareleri veya ayrı ayrı havalandırılan kafesleri kullanın.
  2. implante hayvanlar ve telemetrik kayıtlar için uygun özel laboratuvar odalarında havalandırılan dolapları hayvan tesisinden fareler aktarın.
  3. standart koşullar (22 ° C TEM ile EEG elektrot implantasyonu ve daha sonra bantlar dahil olmak üzere tüm hayvan deney gerçekleştirmesıcaklık, 12 saat / 12 saat ışık-karanlık döngüsü,% 50-60 bağıl nem, gürültü azaltımı, vb) 18.
  4. Gıda ve su ad libitum net tip II polikarbonat kafeslerde, 4 - 3 gruplar halinde radyofrekans verici implantasyonu, ev hayvanları önce. Bu strese neden ve sonraki deneyler ve sonuçları ile müdahale gibi, bireysel fareler izole etmeyin.
  5. açık barınma koşullarının kullanmak, ancak bunun yerine deney ve kayıt sırasında havalandırılmış dolapları kullanmayın.

2. radiotelemetrik EEG Elektrot Yerleştirilmesi ve EEG Kayıtlar

  1. Örneğin enjeksiyon narkotik, ör ketaminehydrochloride / xylazinehydrochloride (100/10 mg / kg, periton boşluğu içine, ip) ya da inhalasyon uyuşturucu, izofluran 17, 18 kullanılarak fareler anestezi.
    1. izofluran narkoz, bir indüksiyon c içine fare konumlandırmak% 4-5 izofluran ve 0,8-1% oksijen veya karbojen (% 5 CO2 ve% 95 O 2) ile hamber.
    2. anestezi istenen derinliği kontrol etmek ve bir atma sistemi kullanarak izofluran deneyi maruz kalmasını önlemek için hayvanın burun / ağız bir silikon yüz maskesi yerleştirin.
    3. Enjekte edilebilir anestetikler, örneğin kullanımı, esketaminhydrochloride (100 mg / kg, ip) ile xylazinehydrochloride (10 mg / kg, ip), inhalasyon anestezisi mevcut değilse.
    4. Kuyruk tutam refleks, ayak tutam refleks ve solunum hızını kontrol ederek anestezi derinliği izleyin. Entübasyon yoluyla suni solunum farelerde gerekli olmadığını unutmayın.
  2. Hayvanın sırtında bir deri altı kese içine radyofrekans verici implant.
    1. Derisi vücut saç kaldırmak ve iki dezenfektanlar, yani% 70 etanol ve iyot bazlı fırçalama ile traş kafa derisi ön işleme tabi.
    2. Bir neşter kullanılarak, yapmaknucheal bölgeye alından kafa derisi üzerinde orta hat kesi.
    3. ense insizyon başlayarak, cerrahi makas veya cerrahi sonda kullanılarak künt diseksiyon gerçekleştirerek hayvanın arka bir tarafında bir deri altı torba hazırlar.
    4. deri altı kese içine vericiyi yerleştirin ve esnek verici yanı sıra kese içine açar aşırı uzunluğunu mevduat. cerrahi bölgeye ve verici implantın kirlenmesini önleyen özel dikkat. Düzgün örtüler kullanılarak steril olmayan alanlardan steril izole eder.
  3. Stereotaksik çerçeve, örneğin, bilgisayarlı 3D stereotaksik cihaz üzerinde deneysel hayvan yerleştirin. Bir burun kıskacı ve kulak çubukları kullanarak kafatası sabitleyin.
  4. Kafatasından daha fazla doku kaldırmak için ve kranial sütürler ve craniometrics işaretlerini, bregma ve lambda aydınlatmak için% 0.3 H 2 O 2 ile kafatası ön işleme tabi.
  5. seçim koordinatlarında delik açınMaksimum hızda bir basınç serbest modunda yüksek hızlı nöroşirürji matkap kullanarak (adım 2.6 bakınız).
    NOT: Basınç serbest delme korteks delici kafasının ve hasar ani bir atılım önler. Bir kraniotomi için bir beyin cerrahisi yüksek hızlı matkap tavsiye edilir. 0,5 mm, elektrot çapına bağlı olarak - 0.3 standart matkap kafalı çaplarını seçin.
  6. Dikkatle empedans, çap, kaplama, vb göz önüne alındığında, elektrot türünü seçin
    Not: Parylene kaplanmış tungsten veya paslanmaz çelik elektrotlar en yaygın olanlarıdır. Elektrot tipi deney ihtiyaçlarına göre seçilmelidir. Bir önleyici bir manevra olarak,% 70 etanol kullanılarak implantasyon öncesinde elektrot uçları sterilize. elektrot kaplama ısı sterilizasyonu için izin vermediğini unutmayın.
  7. intrahipokampal CA1 EEG kayıtları için aşağıdaki koordinatları stereotaxically bir delik: bregma, -2 mm; mediolateral, 1,5 mm (sağ hemisfer); dorsoventral 1.3 mm (Küçük kalkant bölge: cornu ammonis (CA1) piramidal tabakası). referans elektrot için aşağıdaki stereotaksik koordinatlarda serebellar korteks üzerinde bir delik: bregma, -6.2 mm, mediolateral, 0 mm; dorsoventral, 0 mm.
    NOT: beyincik oldukça sessiz beyin bölgesi olarak serebellar elektrot, bir pseudoreference elektrot olarak hizmet vermektedir. stereotaksik koordinatlar standart fare beyin atlas elde edilmiştir.
  8. Elektrotların sokulmasından önce, gerekli uzunlukta bunları kısaltır. Mekanik vericinin paslanmaz çelik sarmalın elektrodun ekstrakranial kısmını klibi.
    NOT: Bu sistemde önemli bir parazite gibi Lehimleme kaçınılmalıdır.
  9. stereotaksik cihazın dikey koluna elektrodu takın ve yukarıda belirtilen stereotaksik koordinatlarına göre elektrot yerleştirin.
  10. Cam iyonomer çimento kullanarak elektrotları düzeltmek ve çimento tamamen sertleşene kadar bekleyin.
  11. derisini kapatınemilmeyen 5-0 veya 6-0 sütür materyali ile aşırı ve üzerinde sütür kullanarak.
  12. Ameliyat sonrası ağrı tedavisinde, 4 gün üst üste post-implantasyon için günde bir kez Birleşik Devletlerde köpekler (5 mg / kg, deri altından, sc) yönetmek. Bu karprofen ilk kesi (adım 2.2.2) önce enjekte edilmelidir unutmayın.
  13. kayıtları ve / veya enjeksiyon deneyleri çalıştırılmadan önce 14 gün sonra implantasyon - hayvanlar 10 kurtarmak için izin verin.

Teta Oscillations ve Farmakolojik İndüksiyonunun 3. Spontan Kayıtlar

  1. Manyetik anahtarını kullanarak radyofrekans verici etkinleştirin. Alıcı plaka üzerinde evde kafes ile hayvan yerleştirin. En az 24-48 saat süreyle uzun vadeli hipokampal EEG kayıtları yapın.
    NOT: EEG genlik ve uzun vadeli kayıtların EEG frekans özelliklerinin analizi sirkadiyen teta salınımlarının bağımlılık ve spesifik davranışsal ve onların dernek haline ayrıntılı fikir verirbilişsel koşullar / görevler. Her zaman deney hayvanlarının video izleme EEG kayıtları birleştirir.
  2. teta salınımların farmakolojik indüksiyonu için, üretan (800 mg / kg ip) veya bir muskarinik reseptör agonistlerinin, tek bir doz, örneğin pilokarpin (10 mg / kg ip), arekolin gibi (0.3 mg / kg ip) veya oksotremorin tek bir dozunun uygulanması (0.03 mg / kg ip). periferal muskarinik reaksiyonları önlemek için, N-metilskopolaminin (0.5 mg / kg ip) ile fareler ön muamele. Taze% 0.9 NaCl veya Ringer çözeltisi içinde tüm ilaçları çözülür.
    Not: muskarinik reseptör agonistlerinin daha yüksek dozajlar deney hayvanlarında nöbet indüksiyon neden olabilir. Ayrıca burada verilen dozlar soruşturması kapsamında fare hattında önceki doz-etki çalışmaları gerektiren işaretlerini temsil ettiğini düşünün. Not üretan ve depolanması sırasında uygun önlemleri gerektiren bir mutajen ve kanserojen olduğunu.
  3. Atropin enjekte (50 mg / kg, ip) atropin duyarlı tip II ayırt etmek içinatropin-duyarsız tip I salınımlar, teta.
    NOT: atropin dozu tekrar türlerin ve zorlanma bağlıdır ve önceki doz-etki değerlendirme gerektirir. atropin enjeksiyonu optimal zaman noktası muskarinik reseptör agonistlerinin farmakodinamik bağlıdır. tip II teta tanımlanması için, atropin enjeksiyonu 1 saat üretan uygulamadan sonra tavsiye edilir.
  4. sistemik ilaç idaresi sonraki EEG kayıtları etkileyen küresel transkripsiyonel ve translasyonel desenleri, değiştirir gibi birçok ilaç müteakip uygulama önlemek için deneyin. kısa süreli teta salınımları aynı zamanda bagaj veya pençe sıkıştığı olarak, duyusal uyaranlar tarafından uyarılan olabilir unutmayın.
  5. Özü / uygulamalı ilaçların farmakokinetiğini ve bireysel çalışma protokolü taleplerini göz önünde bulundurarak ön faz (başlangıç) ve ASCI veya TXT dosyaları gibi toplam EEG kaydı post-enjeksiyon aşamasının ihracat temsilcisi EEG veri setleri.

4.EEG Elektrot Yerleştirme Doğrulama

  1. bir kuluçka odasına yerleştirerek hayvanları Euthanize ve% 100 karbondioksit tanıtmak. kuluçka odasında mevcut havaya eklenen karbondioksit ile dakika başına odası hacminin% 10-30 bir dolgu hızını kullanın; Bu hayvanlara en az stres ile hızlı bilinç neden olur.
  2. solunum yolları tıkanırsa ve soluk bir göz rengi 2-3 dakika boyunca devam kez odasından fareyi çıkarın.
  3. paslanmaz çelik elektrotlar kesin ve radyofrekans verici eksplantasyona. makas veya bir giyotin kullanarak fare başını kesmek ve cerrahi makas ve forseps ile yumuşak manipülasyon neurocranium gelen beyin kaldırmak.
  4. gece boyunca, fosfat tamponlu salin (PBS) (pH 7.4) içinde% 4 paraformaldehid içinde beyinleri düzeltildi. donmaya karşı koruma sağlamak için, daha sonra işlenene kadar 4 ° C 'de onları% 30 glükoz beyinleri transferi ve depolar.
    NOT: Paraformaldehyde 2012 OSHA Haz tehlikeli olarak kabul edilirard Haberleşme Standart (29 CFR 1910.1200). gerekli tedbirleri almak: Kişisel koruyucu ekipman kullanımı, uygun havalandırma sağlamak ve toz oluşumunu önlemek. Buna ek olarak, Ateşleme kaynaklarını ortadan kaldırmak ve statik boşalmaya karşı gerekli tedbirleri almak. Paraformaldehyde çevreye bırakılmamalıdır olmamalıdır.
  5. bir yapıştırıcı kullanılarak bir kriyostat doku tutucu çıkarılan beyin takın ve 40 içine beyinleri kesilmiş - 75 mikron koronal kesitler. cam slaytlar üzerine dilimleri monte ve standart histolojik prosedür kullanılarak Nissl mavi ile leke; Bu prosedür, önceki elektrot pozisyonunu yansıtır şube kanalı görselleştirmek olacaktır. Bir vibroslicer kullanarak yerel beyin koronal kesitler kesilmiş da mümkün olduğunu not
  6. Doğru EEG elektrot yerleştirme kriterlerini karşılayan yalnızca hayvanların dahil; CA1 bölgesi için, derin elektrot ucu CA1 piramidal katmanının içinde lokalize edilmelidir.

5. Veri toplama

  1. Kayıt CA1 a priori filtre cut-off uygun bir örnekleme oranı ile intrahipokampal EEG.
    NOT: Verici özgü olan örnekleme oranı, EEG analizi üst frekans limitini belirler.
  2. bir analiz yazılımı ile kaydedilen verileri işlemek. Program zaman-frekans analizleri ve analiz yöntemleri yeterli kontrolü (Şekil 5) 20 ısmarlama prosedürleri ile hesaplamalar.
  3. 1 saat, her bir uzunluğa sahip bölümler halinde EEG kesin. hesaplama zamanı yüksek olduğu için, hızlı bilgisayar işlemcileri kullanın. Ayrıca, birden çok çekirdekler 20 bilgisayar parallelize bir yazılım faydalanmak.

6. EEG Veri Analizi

  1. sıklığını ve salınımların genliği hem de hesaplamak için karmaşık bir Morlet dalgacık veri kesimleri analiz edin.
    NOT: Bu dalgacık (ör Ψ (x) = (π b)(- 1/2) exp (2 i π c x) b bant genişliği parametre merkez frekansı c exp (-x 2 / b), ve i sanal birim) sık sık EEG incelemek için literatürde tatbik edilmiştir veri, bu frekans ve zaman 23, 24, hem de optimum çözünürlüğü garanti olarak.
  2. hala yeterli bir zaman çözünürlüğü ihmal değil iken, özellikle ağırlıkları frekans çözünürlüğü 0.1 Hz düzeyinde frekans farklılıkları ayırt etmek için bir bant genişliği parametresi ve orta frekans ayarını kullanın.
    NOT: gama bandında nöronal süreçler 25 kısa sürelidir ve bu da teta ritimleri için de geçerlidir tutabilir. Böylece, analitik yaklaşım yeterli zamansal çözünürlüğe düşünmek gerekir.
  3. Böylece tipik bir Delta, 0.1 Hz adım boyutu ile, 12 Hz - 0.2 arasındaki bir frekans aralığında EEG verileri analizta ve alfa frekans aralıkları.
  4. Teta salınımlar standart görsel denetim yerine teta frekans mimarisinin hazırlanması için otomatik, karmaşık analitik aracı kurmak; Bu prosedür, teta algılama yöntemi (TDM) olarak adlandırılır.
  5. teta frekans aralığı (3,5-8,5 Hz) maksimum genlik bölüm ve 2.5 s her zaman pencereleri için üst delta frekans aralığında maksimum genlik (2-3,4 Hz) hesaplayın.
    NOT: Bir teta salınım oluştu eğer bir önlem karar olarak, bu sayının değeri vermektedir. teta frekans aralığının tanımı analiz edilecek fonksiyonel devlet ve nöroanatomik devresi / sistemine bağlı olarak değişebilir.
  6. Bu kesimi sırasında hesaplanan oran 1.5 üzerinde ise "osilasyonel çağı" olarak bir segment sınıflandırır.
    NOT: Bu en fazla teta genliği, ilgili 2,5-S EEG boyunca üst ö bandında genlik en az% 50 daha yüksek olduğunu garantisegmenti. oran kullanılan hat ve / veya türüne göre adaptasyon gerekebilir unutmayın. 2.5 sn aralık belli gürültülü dönemini yalancı pozitif algılamaları engeller, bir teta salınımı için asgari süreyi temsil eder ve diğer yayınlar 19, 26 aralık tanımları içinde yer almaktadır. fizyolojik ilgili delta aktivitesi yüksek teta aktivitesi sırasında nemlendirilmiş olan yavaş dalga uykusu sırasında, örneğin, olmayan teta dönemini sırasında görünür, çünkü üst delta frekans aralığı kontrol frekans bandı olarak hizmet vermektedir.
  7. Her 1 saat bölüm için bu işlemi tekrarlayın; Bu nedenle, her bölüm, 2.5 s, her uzunluklarında 1.440 EEG parçadan oluşur.
  8. İstatistiksel tespit teta salınım dönemlerini verileri değerlendirmek.
  9. tespit teta dönemini toplam süresi kez istatistiklerini hesaplayınız; farklı veya önceden tanımlanmış grupları; Böyle aydınlık / karanlık olarak çevrimleri; ve diğerleri parametreleri.
    NOT: Amerikaampüller vb t-testi, ANOVA, MANOVA veya değişken bağlı grupların sayısını, koşullar içerebilir
  10. tespit teta dönemlere genliği istatistikleri hesaplamak, ancak teta frekans aralığında (3,5-8,5 Hz).
  11. tespit teta dönemlere sıklığı istatistikleri değerlendirmek, ancak teta frekans aralığında (3,5-8,5 Hz).
    NOT: Bir teta çağın teta frekans teta çağın en teta genlik ait frekansı olarak tanımlanır.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Teta aktivitesi merkezi sinir sistemi (CNS) bölgelerin geniş bir yelpazede kaydedilebilir. Burada, fare hipokampus gelen teta salınımlar ilişkin bir analizi sunması. Bu tür salınımlar farklı davranışsal ve bilişsel devletler sırasında oluşabilir. Oldukça hem spontane uzun vadeli, görevle ilgili kısa vadeli ve farmakolojik kaynaklı koşullar altında teta salınımların analiz etmek için tavsiye edilir.
Şekil 1 kontrol koşulları altında bir temsilci intrahipokampal CA1 k...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Teta aktivitesi sistemik Nörofizyolojideki merkezi öneme sahiptir. Özellikle belirli davranış ve bilişsel ilişkin hippokampustaki, çeşitli beyin bölgelerinde görülmektedir. Buna ek olarak, hipokampal teta farmakolojik atropin duyarlı tip II ve atropin duyarsız tip I teta içine ayırt edilebilir. Tip I yürümek gibi veya çalışan, hareket ile ilişkili olduğu düşünülen 27, 28, 29, 30,

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar, hayvan yetiştiriciliği ve hayvan sağlığı konusundaki yardımları için Dr. Christina Ginkel'e (Alman Nörodejeneratif Hastalıklar Merkezi, DZNE) ve Dr. Robert Stark'a (DZNE) teşekkür eder. Bu çalışma, Almanya'nın Bonn kentindeki Federal İlaç ve Tıbbi Cihazlar Enstitüsü (Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte, BfArM) tarafından mali olarak desteklenmiştir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Carprofen (Rimadyl VET - Injektionslö sung)PfizerPZN 011020820820ml
binoküler cerrahi büyütme mikroskobuZeiss Stemi 20000000001003877, 435540000000, 0000001063306, 4170530000000, 4170959255000, 4551820000000, 4170959040000, 4170959050000
Dekspantenol (Bepanthen Wund- und Heilsalbe)BayerPZN: 1578818
perdeler (steril)HartmannPZN 0366787
%70 etanolCarl Roth9065.5
%0.3 / %3 hidrojen peroksit çözeltisiSigma95321%30 stok solüsyonlu
eldiven (steril)Unigloves1570
dental glas iyonomer çimentoKentDental /NORDENTA957 321
ısı bazlı cerrahi alet sterilizatörüFST18000-50
yüksek hızlı diş matkabıAdeorSI-1708
Soluma narkotik sistemi (izofluran)Harvard Apparatus GmbH34-1352, 10-1340, 34-0422, 34-1041, 34-0401, 34-1067, 72-3044, 34-0426, 34-0387, 34-0415, 69-0230
IsofluranBaxter 250 mlPZN 6497131
KetaminPfizerPZN 07506004
Emzirilmiş Ringer solüsyonu (steril)BraunL7502
Nissl boyama solüsyonuArmin BaackBAA31712159
pedleri (steril)ReWa Krankenhausbedarf2003/01
Çelik ve tungsten elektrotlar parilen kaplıFHC Inc., ABDUEWLGESEANND
stereotaksik çerçeveNeurostar51730MStoelting'den sipariş edildi
(Stereo Sürücü-Yeni Motorlu Stereotaksik)
bantlar (steril)BSN medical GmbH & Co. KG626225
TA10ETA-F20DSI270-0042-001XRadyo frekansı vericisi 3,9 g, 1,9 cc, giriş voltajı aralığı ± 2,5 mV, kanal bant genişliği (B) 1 - 200 Hz, nominal örnekleme hızı (f) 1.000 Hz (f = 5B) sıcaklık çalışma aralığı 34 - 41 ° C garantili pil ömrü 4 ay
TL11M2-F20EETDSI270-0124-001XRadyo frekansı vericisi 3.9 g, 1.9 cc, giriş voltaj aralığı ± 1.25 mV, kanal bant genişliği (B) 1 - 50 Hz, nominal örnekleme hızı (f) 250 Hz (f = 5B) sıcaklık çalışma aralığı 34 - 41 ° C garantili pil ömrü 1.5 ay
Vibroslicer 5000 MZElektron Mikroskobu Bilimleri5000-005
Ksilazin (Rompun)BayerPZN: 1320422
MatlabMathworks Inc.programlama, bilgi işlem ve görselleştirme yazılımı
SPSSIBMistatistiksel analiz yazılımı
,

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Vanderwolf, C. H. Hippocampal electrical activity and voluntary movement in the rat. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 26, 407-418 (1969).
  2. Kahana, M. J., Seelig, D., Madsen, J. R. Theta returns. Curr Opin Neurobiol. 11, 739-744 (2001).
  3. Varga, V., et al. The presence of pacemaker HCN channels identifies theta rhythmic GABAergic neurons in the medial septum. J Physiol. 586, 3893-3915 (2008).
  4. Takano, Y., Hanada, Y. The driving system for hippocampal theta in the brainstem: an examination by single neuron recording in urethane-anesthetized rats. Neurosci Lett. 455, 65-69 (2009).
  5. Goutagny, R., Manseau, F., Jackson, J., Danik, M., Williams, S. In vitro activation of the medial septum-diagonal band complex generates atropine-sensitive and atropine-resistant hippocampal theta rhythm: an investigation using a complete septohippocampal preparation. Hippocampus. 18, 531-535 (2008).
  6. Manseau, F., Goutagny, R., Danik, M., Williams, S. The hippocamposeptal pathway generates rhythmic firing of GABAergic neurons in the medial septum and diagonal bands: an investigation using a complete septohippocampal preparation in vitro. J Neurosci. 28, 4096-4107 (2008).
  7. Hangya, B., Borhegyi, Z., Szilagyi, N., Freund, T. F., Varga, V. GABAergic neurons of the medial septum lead the hippocampal network during theta activity. J Neurosci. 29, 8094-8102 (2009).
  8. Siwek, M. E., et al. Altered theta oscillations and aberrant cortical excitatory activity in the 5XFAD model of Alzheimer's disease. Neural Plast. 2015, 781731(2015).
  9. Buzsaki, G. Theta oscillations in the hippocampus. Neuron. 33, 325-340 (2002).
  10. Buzsaki, G., et al. Hippocampal network patterns of activity in the mouse. Neuroscience. 116, 201-211 (2003).
  11. Buzsaki, G., Moser, E. I. Memory navigation and theta rhythm in the hippocampal-entorhinal system. Nat Neurosci. 16, 130-138 (2013).
  12. Shin, J. Theta rhythm heterogeneity in humans. Clin Neurophysiol. 121, 456-457 (2010).
  13. Shin, J., et al. Phospholipase C beta 4 in the medial septum controls cholinergic theta oscillations and anxiety behaviors. J Neurosci. 29, 15375-15385 (2009).
  14. Shin, J., Kim, D., Bianchi, R., Wong, R. K., Shin, H. S. Genetic dissection of theta rhythm heterogeneity in mice. Proc Natl Acad Sci U S A. 102, 18165-18170 (2005).
  15. Brown, D. A., Adams, P. R. Muscarinic suppression of a novel voltage-sensitive K+ current in a vertebrate neurone. Nature. 283, 673-676 (1980).
  16. Senkov, O., Mironov, A., Dityatev, A. A novel versatile hybrid infusion-multielectrode recording (HIME) system for acute drug delivery and multisite acquisition of neuronal activity in freely moving mice. Front Neurosci. 9, 425(2015).
  17. Lundt, A., et al. EEG Radiotelemetry in Small Laboratory Rodents: A Powerful State-of-the Art Approach in Neuropsychiatric, Neurodegenerative, and Epilepsy Research. Neural Plast. 2016, 8213878(2016).
  18. Papazoglou, A., et al. Non-restraining EEG radiotelemetry: epidural and deep intracerebral stereotaxic EEG electrode placement. J Vis Exp. (112), (2016).
  19. Csicsvari, J., Hirase, H., Czurko, A., Buzsaki, G. Reliability and state dependence of pyramidal cell-interneuron synapses in the hippocampus: an ensemble approach in the behaving rat. Neuron. 21, 179-189 (1998).
  20. Muller, R., et al. Atropine-sensitive hippocampal theta oscillations are mediated by Cav2.3 R-type Ca2+ channels. Neuroscience. 205, 125-139 (2012).
  21. Klausberger, T., et al. Brain-state- and cell-type-specific firing of hippocampal interneurons in vivo. Nature. 421, 844-848 (2003).
  22. Caplan, J. B., Madsen, J. R., Raghavachari, S., Kahana, M. J. Distinct patterns of brain oscillations underlie two basic parameters of human maze learning. J Neurophysiol. 86, 368-380 (2001).
  23. Montgomery, S. M., Buzsaki, G. Gamma oscillations dynamically couple hippocampal CA3 and CA1 regions during memory task performance. Proc Natl Acad Sci U S A. 104, 14495-14500 (2007).
  24. Kronland-Martinet, R., Morlet, J., Grossman, A. Analysis of sound patterns through wavelet transform. Int J Pattern Recognit Artif Intell. 1, 29(1987).
  25. Buzsaki, G., Wang, X. J. Mechanisms of gamma oscillations. Annu Rev Neurosci. 35, 203-225 (2012).
  26. Goutagny, R., Jackson, J., Williams, S. Self-generated theta oscillations in the hippocampus. Nat Neurosci. 12, 1491-1493 (2009).
  27. Bland, B. H. The physiology and pharmacology of hippocampal formation theta rhythms. Prog Neurobiol. 26, 1-54 (1986).
  28. Leung, L. S. Generation of theta and gamma rhythms in the hippocampus. Neurosci Biobehav Rev. 22, 275-290 (1998).
  29. Shin, J., Talnov, A. A single trial analysis of hippocampal theta frequency during nonsteady wheel running in rats. Brain Res. 897, 217-221 (2001).
  30. Shin, J. A unifying theory on the relationship between spike trains, EEG, and ERP based on the noise shaping/predictive neural coding hypothesis. Biosystems. 67, 245-257 (2002).
  31. Kramis, R., Vanderwolf, C. H., Bland, B. H. Two types of hippocampal rhythmical slow activity in both the rabbit and the rat: relations to behavior and effects of atropine, diethyl ether, urethane, and pentobarbital. Exp Neurol. 49, 58-85 (1975).
  32. Lu, B. L., Shin, J., Ichikawa, M. Massively parallel classification of single-trial EEG signals using a min-max modular neural network. IEEE Trans Biomed Eng. 51, 551-558 (2004).
  33. Robinson, T. E., Kramis, R. C., Vanderwolf, C. H. Two types of cerebral activation during active sleep: relations to behavior. Brain Res. 124, 544-549 (1977).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

EEG AnaliziHipokampal EEGZaman Frekans AnaliziWavelet FonksiyonuEEG Elektrodu mplantasyonuFarmakolojik nd ksiyonEEG RadyotelemetrisiTeta Tespiti

İlgili makaleler